Bezkonkurencyjne ogniwo
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Symulacje przeprowadzone na Uniwersytecie w Toronto wskazują, że szybkie rozpowszechnienie samochodów elektrycznych może mieć olbrzymie znaczenie dla zdrowia całej populacji. Naukowcy z Department of Civil & Mineral Engineering i Saudi Aramco stwierdzili, że gwałtowny wzrost liczby samochodów elektrycznych w USA, w połączeniu ze znacznym zwiększeniem produkcji energii ze źródeł odnawialnych, przyniósłby korzyści w obszarze ochrony zdrowia, których wartość wyniosłaby od 84 do 188 miliardów dolarów do roku 2050. Nawet scenariusze z wolniejszym rozpowszechnianiem się samochodów elektrycznych i odnawialnych źródeł energii wykazały korzyści idące w dziesiątki miliardów USD.
Gdy specjaliści badają wpływ samochodów elektrycznych, zwykle skupiają się na emisji dwutlenku węgla i jego wpływie na miany klimatu, mówi profesor Marianne Hazopoulou. Jednak CO2 nie jest jedyną substancją, emitowaną przez rury wydechowe. Silniki spalinowe wytwarzają wiele zanieczyszczeń powietrza, które mają duży wpływ na zdrowie ludzi. I wpływ ten można zmierzyć, dodaje uczona.
W badaniach brali też udział doktor Jean Schmitt, profesorowie Daniel Posen i Heather Maclean, oraz badacz z największego na świecie koncernu naftowego, Amir F.N. Abdul-Manan z należącego do Saudi Aramco Strategic Transport Analysis Team.
Wymienieni eksperci specjalizują się w badaniu cyklu życiowego produktów. Swoje doświadczenie wykorzystali już wcześniej do stworzenia modelu komputerowego oceniającego wpływ elektryfikacji transportu na rynek w USA. Wykazali wówczas, że samo przejście na transport elektryczny nie wystarczy, by spełnić cele porozumienia paryskiego. Teraz postanowili zająć się wpływem samochodów elektrycznych na ludzkie zdrowie.
Uczeni wykorzystali swój model komputerowy do przeprowadzenia symulacji tego, co dzieje się z innymi niż CO2 produktami spalania. Modelowanie tych zanieczyszczeń jest bardzo różne od modelowania CO2, które pozostaje w atmosferze przez dziesięciolecia i jest w niej dobrze wymieszane. Te inne zanieczyszczenia oraz ich wpływ na zdrowie, oddziałują bardziej miejscowo. Ważne są tutaj zarówno poziom emisji, jak i jej miejsce, wyjaśnia profesor Posen.
Co prawda samochody elektryczne nie emitują zanieczyszczeń, ale również mogą być odpowiedzialne za ich powstawanie, jeśli są zasilane energią produkowaną z paliw kopalnych. Jednocześnie przenoszą te zanieczyszczenia z dróg do elektrowni. Zatem narażone są na nie bardziej społeczności żyjące w pobliżu zakładów produkcji energii.
Obecnie produkowane samochody spalinowe wytwarzają znacznie mniej zanieczyszczeń, niż samochody wyprodukowane 20 lat temu. Tych ostatnich wciąż wiele jeździ po drogach. Jeśli więc chcemy uczciwie porównać samochody elektryczne z samochodami spalinowymi, musimy wziąć pod uwagę, że emisja z samochodów spalinowych będzie jeszcze bardziej spadała w miarę, jak starsze pojazdy będą wycofywane z użytkowania. Musimy też brać pod uwagę strukturę produkcji energii, w tym fakt, że energia odnawialna ma coraz większy udział, wyjaśnia doktor Schmitt.
Naukowcy wybrali dwa główne scenariusze, na podstawie których symulowali sytuację do roku 2050. Pierwszy z nich zakładał, że nie produkujemy już więcej żadnego samochodu elektrycznego, a jednocześnie starsze samochody spalinowe są zastępowane nowszymi, bardziej efektywnymi pojazdami. Według drugiego scenariusza, prowadzona jest szybka elektryfikacja transportu i po roku 2035 sprzedawane są wyłącznie samochody elektryczne. Ten drugi scenariusz badacze nazwali „agresywnym”, ale przypomnieli, że jest on zgodny z deklaracjami wielu krajów. Na przykład Norwegia planuje, że już w przyszłym roku w kraju tym sprzedawane będą wyłącznie samochody elektryczne, a Kanada deklaruje, że samochody spalinowe nie będą sprzedawane najpóźniej od roku 2035.
Dla obu scenariuszy ustanowiono cały szereg warunków i symulowano poziom zanieczyszczeń powietrza w USA. Następnie naukowcy wykorzystali metodologię używaną przez epidemiologów, firmy ubezpieczeniowe i analityków rządowych do powiązania poziomów zanieczyszczeń z szacunkami takimi jak utracone lata życia oraz ich wartość gospodarcza.
Nasza symulacja pokazuje, że szybkie rozpowszechnianie się samochodów elektrycznych pomiędzy dniem dzisiejszym a rokiem 2050, przyniesie skumulowane korzyści dla zdrowia publicznego liczone w setkach miliardów dolarów, mówi Posen. To bardzo znaczący wynik, ale trzeba tutaj podkreślić, że korzyści te można osiągnąć tylko wówczas, gdy systemy produkcji energii elektrycznej będą stawały się coraz bardziej ekologiczne. Już teraz odchodzimy od paliw kopalnych i trend ten prawdopodobnie będzie też obecny w przyszłości. Na potrzeby naszych symulacji rozważyliśmy też scenariusz, w którym miks energetyczny się nie zmienia i udział poszczególnych rodzajów energii jest taki sam jak obecnie. W takim przypadku lepiej byłoby zastąpić wszystkie stare samochody spalinowe nowymi. To również nie jest zbyt realistyczny scenariusz, wyjaśnia Posen.
Warto więc zadać sobie kolejne pytanie. Czy ważniejsza jest dekarbonizacja transportu poprzez szerokie rozpowszechnienie samochodów elektrycznych czy też najpierw należy zdekarbonizować produkcję energii, bo to ona jest źródłem zanieczyszczeń generowanych przez samochody elektryczne.
Żeby odpowiedzieć na to pytanie, musimy zdać sobie sprawę z tego, że kupowane dzisiaj samochody będą jeździły po drogach przez kolejne dekady. Jeśli będziemy sprzedawali więcej samochodów spalinowych to, niezależnie od ich efektywności, będą one przez lata zanieczyszczały środowisko i negatywnie wpływały na ludzkie zdrowie. Musimy dekarbonizować źródła produkcji energii, i to robimy, ale nie możemy czekać na zakończenie tego procesu, by rozpowszechniać samochody elektryczne, wyjaśnia Hatzopoulou.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ostatnio często słyszymy o pożarach samochodów elektrycznych. Powstaje wrażenie, jakoby miały one miejsce bardzo często. Czy jednak rzeczywiście pojazdy elektryczne płoną częściej niż samochody spalinowe? Analiza danych z USA przeprowadzona przez porównywarkę ubezpieczeń AutoinsuranceEZ oraz dane Szwedzkiej Agencji Bezpieczeństwa Publicznego pokazują, że samochody elektryczne są bezpieczniejsze pod względem zagrożenia pożarowego od samochodów spalinowych. Największe zaś ryzyko stwarzają hybrydy.
W ubiegłym roku analitycy z AutoinsuranceEZ przyjrzeli się danym zgromadzonym przez amerykańskie Narodową Radę Bezpieczeństwa Transportu (NTHB), Biuro Statystyk Transportu (BTS) oraz rządowym informacjom nt. samochodów, które sami producenci ściągnęli z rynku z powodu zagrożenia pożarowego. Z analizy wynika, że najbardziej ryzykownym typem pojazdu są hybrydy. Na każdych 100 000 sprzedanych hybryd zanotowano 3474,5 pożarów. Na drugim miejscu uplasowały się samochody spalinowe, z których płonie 1529,9 na 100 tysięcy sprzedanych. Jeśli zaś chodzi o pojazdy elektryczne, to zanotowano 25,1 pożarów na 100 000 sprzedanych.
Eksperci sprawdzili też, ile pojazdów zostało ściągniętych z rynku z powodu ryzyka pożaru. I tak na przykład w roku 2020 Hyundai poinformował, że 430 000 sztuk spalinowego modelu Elantra jest zagrożonych pożarem. Ryzyko stwarzała instalacja elektryczna. W tym samym roku konieczna była naprawa usterki w 308 000 spalinowych modeli Kia Cadenza i Kia Sportage. Również tutaj problemem była instalacja elektryczna. Z kolei w 95 000 spalinowych Huyndai Genesis zagrożenie pożarowe stwarzał ABS, a producent McLarena Senny i McLarena 720S poinformował o wyciekach paliwa z 2800 samochodów.
Narażone były też, oczywiście, samochody elektryczne. Pojawiła się konieczność naprawy usterek w 82 000 sztuk Huyndaia Kona i 70 000 Chryslera Pacifica. Tutaj problemem był akumulator. On też stwarza problemy w pojazdach hybrydowych.
Jak więc wynika z dostępnych danych, w przypadku samochodów elektrycznych i hybrydowych pożary są powodowane przez usterki w akumulatorach, podczas gdy w pojazdach spalinowych przyczyn jest więcej i zagrożenie stanowiły układ elektryczny, wycieki paliwa oraz usterki w ABS.
Dane z USA znajdują potwierdzenie w informacjach ze Szwecji. Na koniec 2022 roku u naszych północnych sąsiadów po drogach jeździło 610 716 samochodów elektrycznych i hybrydowych oraz 4 396 827 samochodów spalinowych. W tym czasie doszło do 106 pożarów elektrycznych środków transportu. Najczęściej, bo 38 razy, płonęły skutery, zanotowano 23 pożary samochodów osobowych i 20 pożarów rowerów.
Szwedzi informują, że w ciągu ostatnich trzech lat liczba pożarów samochodów elektrycznych utrzymuje się na stałym poziomie około 20 rocznie, mimo że w tym czasie liczba samochodów tego typu zwiększyła się niemal dwukrotnie. To oznacza, że statystyczne ryzyko pożaru spada. W latach 2018–2020 w Szwecji zanotowano 81 pożarów samochodów elektrycznych. Do 17 doszło w czasie jazdy (zaliczono tutaj pożary w wyniku wypadków drogowych), 18 miało miejsce w trakcie ładowania, a w przypadku 46 nie ustalono w jakich warunkach pożar miał miejsce.
Jak już wspomnieliśmy, w 2022 roku spłonęły w Szwecji 23 elektryczne i hybrydowe samochody pasażerskie. W tym samym roku całkowita liczba pożarów samochodów pasażerskich w Szwecji to około 3400 rocznie. Biorąc pod uwagę liczbę samochodów różnych typów trzeba stwierdzić, że zapaliło się 0,004% samochodów elektrycznych i hybrydowych oraz 0,09% samochodów spalinowych. Wśród pożarów pojazdów spalinowych układ elektryczny bądź akumulatory były przyczyną 656 pożarów.
Z dostępnych polskich danych wynika, że w ubiegłym roku doszło w naszym kraju do 10 pożarów samochodów elektrycznych (na 29 780 zarejestrowanych) i 8333 pożarów samochodów spalinowych (na ok. 20 milionów zarejestrowanych). Zatem współczynnik pojazdów, które uległy pożarowi wynosi, odpowiednio, 0,03 i 0,04 procent.
Głównym problemem związanym z pożarami samochodów elektrycznych, nie jest więc częstotliwość ich występowania, a trudności z ugaszeniem.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Rosnąca popularność samochodów elektrycznych (EV) często postrzegana jako problem dla sieci elektroenergetycznych, które nie są dostosowane do nowego masowego źródła obciążenia. Naukowcy z Uniwersytetu w Lejdzie oraz amerykańskiego Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej podeszli do zagadnienia z innej strony. Z analizy wynika, że w ciągu najbliższych lat EV mogą stać się wielkim magazynem energii ze źródeł odnawialnych, stabilizując energetykę słoneczną i wiatrową.
Energia z wiatru i słońca to najszybciej rosnące źródła energii. So to jednak źródła niestabilne, nie dostarczają energii gdy wiatr nie wieje, a słońce nie świeci. Z analizy, opublikowanej na łamach Nature Communications, dowiadujemy się, że rolę stabilizatora mogą odegrać samochody elektryczne. Obecnie większość ich właścicieli ładuje samochody w nocy. Autorzy badań uważają, że właściciele takich pojazdów mogliby podpisywać odpowiednie umowy z dostawcami energii. Na jej podstawie dostawca energii sprawowałby kontrolę nad ładowaniem samochodu w taki sposób, by z jednej strony zapewnić w sieci odpowiednią ilość energii, a z drugiej – załadować akumulatory do pełna. Właściciel samochodu otrzymywałby pieniądze za wykorzystanie jego pojazdu w taki sposób, wyjaśnia główny autor badań, Chengjian Xu.
Co więcej, gdy pojemność akumulatorów zmniejsza się do 70–80 procent pojemności początkowej, zwykle nie nadają się one do zastosowań w transporcie. Jednak nadal przez wiele lat mogą posłużyć do stabilizowania sieci elektroenergetycznych. Dlatego też, jeśli kwestia taka zostanie uregulowana odpowiednimi przepisami, akumulatory takie mogłyby jeszcze długo służyć jako magazyny energii.
Z wyliczeń holendersko-amerykańskiego zespołu wynika, że do roku 2050 samochody elektryczne oraz zużyte akumulatory mogą stanowić wielki bank energii o pojemności od 32 do 62 TWh. Tymczasem światowe zapotrzebowanie na krótkoterminowe przechowywanie energii będzie wówczas wynosiło od 3,4 do 19,2 TWh. Przeprowadzone analizy wykazały, że wystarczy, by od 12 do 43 procent właścicieli samochodów elektrycznych podpisało odpowiednie umowy z dostawcami energii, a świat zyska wystarczające możliwości przechowywania energii. Jeśli zaś udałoby się wykorzystać w roli magazynu energii połowę zużytych akumulatorów, to wystarczy, by mniej niż 10% kierowców podpisało umowy z dostawcami energii.
Już w roku 2030 w wielu regionach świata EV i zużyte akumulatory mogą zaspokoić popyt na krótkoterminowe przechowywanie energii.
Oczywiście wiele tutaj zależy od uregulowań prawnych oraz od tempa popularyzacji samochodów elektrycznych w różnych regionach świata. Autorzy badań zauważają też, że wielką niewiadomą jest tempo degradacji akumulatorów przyszłości, które będzie zależało m.in. od postępu technologicznego, czy też tempo rozwoju systemów zarządzania energią. Nie wiadomo także, czy nie zajdą radykalne zmiany w samym systemie transportowym. Nie można wykluczyć np. zmiany przyzwyczajeń i rozpowszechnienia się komunikacji zbiorowej czy systemów wspólnego użytkowania pojazdów, na dostępność samochodów i akumulatorów może też wpłynąć rozpowszechnienie się pojazdów autonomicznych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Prezydent Biden zatwierdził przeznaczenie 900 milionów dolarów na budowę stacji ładowania samochodów elektrycznych. Podczas North American International Auto Show w Detroit prezydent stwierdził, że niezależnie od tego czy będziecie jechali wybrzeżem autostradą I-10 [prowadzi z Kalifornii na Florydę - red.] czy I-75 [wiedzie z Michigan na Florydę] stacje do ładowania będą wszędzie i można je będzie znaleźć równie łatwo jak stacje benzynowe.
Wspomniane 900 milionów USD będą pochodziły z zatwierdzonego w ubiegłym roku planu infrastrukturalnego na który przewidziano bilion dolarów, z czego 550 miliardów na transport czy internet szerokopasmowy i infrastrukturę taką jak np. sieci wodociągowe.
W 2020 roku amerykański transport odpowiadał za 27% amerykańskiej emisji gazów cieplarnianych. To najwięcej ze wszystkich działów gospodarki. Władze Stanów Zjednoczonych chcą, by do roku 2030 samochody elektryczne stanowiły połowę całej sprzedaży pojazdów w USA. Poszczególne stany podejmują własne, bardziej ambitne inicjatywy. Na przykład Kalifornia przyjęła przepisy zgodnie z którymi od 2035 roku zakaże sprzedaży samochodów z silnikami benzynowymi.
Obecnie pojazdy elektryczne stanowią jedynie 6% sprzedaży samochodów w USA. Jedną z najważniejszych przyczyn, dla których Amerykanie nie chcą kupować pojazdów z silnikiem elektrycznym jest obawa o łatwy dostęp do punktów ładowania. Obecnie w całym kraju takich punktów jest poniżej 47 000. Biden chce, by do roku 2030 ich liczba wzrosła do 500 000.
W dokumencie zatwierdzającym wspomniane 900 milionów USD znalazła się też propozycja, by narzucić stanom obowiązek zakładania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do 50 mil na głównych drogach stanowych i autostradach. Stany o dużym odsetku społeczności wiejskich już wyraziły obawę, że z takim obowiązkiem sobie nie poradzą. Dlatego też dla takich stanów oraz na potrzeby centrów miejskich i ubogich społeczności przygotowano program grantowy o łącznej wartości 2,5 miliarda USD.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Używamy coraz więcej smartfonów, samochodów elektrycznych i innych urządzeń, wymagających stosowania akumulatorów. To jednak oznacza coraz większe zapotrzebowanie na metale ciężkie, które stanowią olbrzymie zagrożenie zarówno dla ludzkiego zdrowia, jak i środowiska naturalnego. Szczególne kontrowersje budzi wykorzystywanie kobaltu, pozyskiwanego głównie w centralnej Afryce. Z jego wydobyciem wiąże się olbrzymie niszczenie środowiska naturalnego, niewolnictwo, morderstwa i gwałty.
Naukowcy z IBM Research wykorzystali trzy opracowane przez siebie materiały, które nigdy nie były jeszcze używane w akumulatorach i stworzyli w ten sposób urządzenie, które nie wykorzystuje ani metali ciężkich, ani innych materiałów, z wydobyciem których wiąże się popełnianie przestępstw na ludziach czy środowisku naturalnym.
Wspomniane materiały można pozyskać z wody morskiej, co jest metodą mniej szkodliwą dla środowiska niż wydobywanie metali z ziemi. Podczas wstępnych testów nowego akumulatora stwierdzono, że można go zoptymalizować tak, by przewyższał akumulatory litowo-jonowe w wielu kategoriach, takich jak – niższa cena, krótszy czas ładowania, wyższa moc i gęstość energetyczna, lepsza wydajność energetyczna oraz mniejsza palność.
Opracowana przez Battery Lab katoda nie potrzebuje kobaltu i niklu, a akumulator zawiera bezpieczny elektrolit o wysokiej temperaturze zapłonu. Ponadto podczas testów okazało się, że w czasie ładowania nie powstają dendryty, które są poważnym problemem w akumulatorach litowo-jonowych, gdyż mogą doprowadzić do spięcia i pożaru.
Dotychczas przeprowadzone testy pokazują, że odpowiednio skonfigurowany nowy akumulator można naładować do 80% w czasie krótszym niż 5 minut. W połączeniu ze stosunkowo niskim kosztem pozyskania materiałów, możemy mieć do czynienia z tanim akumulatorem, który można szybko naładować. Inżynierowie IBM-a obliczają, że w szczególnie wymagających zastosowaniach, jak na przykład lotnictwo, akumulator można skonfigurować tak, by jego gęstość energetyczna była większa niż 10 000 W/L. Ponadto akumulator wytrzymuje wiele cykli ładowania/rozładowania, dzięki czemu może być wykorzystywany w sieciach energetycznych, gdzie wymagana jest długa i stabilna praca.
Podsumowując, początkowe prace pokazały, że IBM Research opracował tani akumulator, w którym nie są wykorzystywane kobalt, nikiel i inne metale ciężkie, który można naładować do 80% w czasie krótszym niż 5 minut, którego gęstość mocy może przekraczać 10 000 W/L, a gęstość energii jest wyższa od 800 Wh/L, którego wydajność energetyczna przekracza 90% i którego elektrolit jest mniej palny.
Teraz IBM Research wspólnie z Mercedes-Benz Research, Central Glass i Sidusem prowadzi badania, które mają na celu dalsze rozwijanie tej technologii, opracowanie infrastruktury potrzebnej do produkcji nowych akumulatorów i ich komercjalizacji.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.